CN111431655A - 一种高精度xpps时延一致性实现方法 - Google Patents

一种高精度xpps时延一致性实现方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111431655A
CN111431655A CN202010234461.0A CN202010234461A CN111431655A CN 111431655 A CN111431655 A CN 111431655A CN 202010234461 A CN202010234461 A CN 202010234461A CN 111431655 A CN111431655 A CN 111431655A
Authority
CN
China
Prior art keywords
time
xpps
frequency
precision
time delay
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010234461.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111431655B (zh
Inventor
左兆辉
蔚保国
易卿武
戴群雄
王铮
霍海强
戎强
刘超
刘晓宇
陈涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 54 Research Institute
Original Assignee
CETC 54 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 54 Research Institute filed Critical CETC 54 Research Institute
Priority to CN202010234461.0A priority Critical patent/CN111431655B/zh
Publication of CN111431655A publication Critical patent/CN111431655A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111431655B publication Critical patent/CN111431655B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0644—External master-clock
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0682—Clock or time synchronisation in a network by delay compensation, e.g. by compensation of propagation delay or variations thereof, by ranging

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Pulse Circuits (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高精度XPPS时延一致性实现方法，涉及时频分路技术领域。该方法基于FPGA实现，以标准时频源提供的1PPS为基准，以本地铷原子频标输出的10MHz为参考，通过铷钟驯服、分频、分路、单通道时延调整以及时延零值装订等技术，最终实现具有高精度时延一致性的XPPS时间信号输出。本发明可以满足日趋复杂的分布式系统对时间基准不断提升的要求，保证各单元设备之间的高精度同步与协调工作，实现系统运行各个环节的协调有序、连续一致，达到精密控制的目的。

Description

一种高精度XPPS时延一致性实现方法
技术领域
本发明涉及时频分路技术领域，特别是指一种高精度XPPS时延一致性实现方法，可用于分布式系统设备的时间基准源设计。
背景技术
在日趋复杂的分布式系统中，使用相同的时间基准对系统中各单元设备协同运行起到基础性、根本性和保障性的作用。因此，很有必要建设一个多种类、多通道时间信号输出时延高度一致的时间基准系统，保证各单元设备之间的高精度同步与协调工作，实现系统运行各个环节的协调有序、连续一致，达到精密控制的目的。
大系统所使用的时间信号通常由专用的时频基准源和时频信号分路设备组成，时频分路设备对时频基准源提供的1PPS时间信号进行分配及驱动放大，由时频分路设备保证各路输出的一致性。这种方式具有如下不足之处：
1）时频分路设备输出的1PPS与时频基准源提供的1PPS之间有一定的时延差，差值与两者之间的连接线缆相关，在使用时没有补偿；
2）时频分路设备输出至单元设备之间的链路延迟无法得到补偿；
3）时频分路设备通常为对1PPS进行分路，对于10PPS、50PPS、100PPS等系统中常用时间信号没有涉及，在使用时需要单元设备自己生成，与时频基准源提供的1PPS的一致性无法保证。
发明内容
本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足而提供一种高精度XPPS时延一致性实现方法。本发明方法具有实现简单、通用性好、灵活度高、扩展性强等优点。
本发明的目的是这样实现的：
一种高精度XPPS时延一致性实现方法，基于FPGA实现，其包括以下步骤：
（1）以铷原子频标输出的10MHz频率信号作为参考源；
（2）以标准时频源提供的1PPS为基准，对铷原子频标进行驯服；
（3）通过FPGA对参考源的10MHz频率信号进行分频，并使分频器在标准时频源输出的1PPS上升沿到来时清零，XPPS脉冲由同步后的分频器直接产生；
（4）根据时延零值，通过FPGA对XPPS信号进行延迟后输出；
（5）通过时钟分路器对XPPS信号进行分路，获得多路XPPS时间信号；
（6）各路XPPS时间信号经过高精度延时补偿电路后隔离输出。
进一步的，所述时延零值为通过示波器测量的各路XPPS时间信号与标准时频源提供的1PPS之间的时延值。
进一步的，所述高精度延时补偿电路包括高精度可调电阻和接地的高精度可调电容。
本发明相比背景技术具有如下优点：
1）本发明通过零值装订及高精度延时补偿电路修正单元设备XPPS时间基准与标准时频源1PPS时间信号之间的时延，各XPPS时间信号相位一致性好。
2）本发明可扩展同步输出多路TOD、IRIG-B码（DC）时间信号，可输出具有高准确度、高稳定度、低相位噪声的1MHz、5MHz、10MHz等标准频率信号，为高精度应用及功能扩展奠定基础。
附图说明
图1为本发明实施例中的XPPS生成原理示意图。
图2为本发明实施例中时频分路设备的原理框图。
图3为本发明实施例中高精度延时补偿电路的原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步的说明。
一种高精度XPPS时延一致性实现方法，基于如图1所示的时频控制模块实现。该时频控制模块基于FPGA实现，包括主控单元、铷钟驯服及频率产生单元、时码产生单元、区放及隔离输出单元。其中，时频控制模块以标准时频源提供的1PPS为基准，驯服本地铷原子频标输出高频率准确度的10MHz信号，以该10MHz为参考进行分频、分路、时延调整，最终实现具有高精度时延一致性的XPPS时间信号输出。该方法包括以下步骤：
（101）时频控制模块以铷原子频标输出的10MHz频率信号作为参考源；
（102）时频控制模块以标准时频源提供的1PPS为基准，通过铷钟驯服及频率产生单元对铷原子频标进行驯服，提高铷钟的输出频率准确度；
（103）同时，铷钟驯服及频率产生单元可扩展输出具有高准确度、高稳定度、低相位噪声的1MHz、5MHz、10MHz等标准频率信号，为高精度应用及功能扩展奠定基础；
（104）时频控制模块通过FPGA实现时码产生单元，时码产生单元对10MHz频率参考进行分频，分频器在标准时频源输出的1PPS上升沿到来时清零，XPPS脉冲由同步后的分频器直接产生；
（105）同时，时码产生单元可扩展输出与1PPS同步的TOD、IRIG-B码（DC）等时间信号；
（106）时码产生单元根据CPU装订的时延零值，对生成的XPPS信号进行延迟后输出给区放电路；
（107）区放电路采用专业时钟分路器件对XPPS信号进行分路，获得多路XPPS时间信号；
（108）各路XPPS时间信号经过高精度延时补偿电路后隔离输出；
（109）各路XPPS时间信号通过线缆提供给各单元设备。
其中，步骤（106）中时延零值通过示波器测量各路XPPS时间信号与标准时频源提供的1PPS之间的时延值得到，通过时频控制模块的通信接口下发给CPU并固化存储到本地，FPGA使用该时延零值对同一类型XPPS输出时延进行粗调。
其中，步骤（108）中高精度延时补偿电路如图3所示，其包括高精度可调电阻和接地的高精度可调电容。通过调整高精度延时补偿电路的电阻、电容值，对各通道XPPS输出时延进行精密调整，最终得到具有高精度时延一致性的XPPS时间信号。
其中，时频控制模块的通信接口可以根据工程实际采用串口、网口、CAN等标准接口，接口实现方式灵活。
总之，该方法基于FPGA实现，以标准时频源提供的1PPS为基准，以本地铷原子频标输出的10MHz为参考，通过铷钟驯服、分频、分路、单通道时延调整以及时延零值装订等技术，最终实现具有高精度时延一致性的XPPS时间信号输出。本发明可以满足日趋复杂的分布式系统对时间基准不断提升的要求，保证各单元设备之间的高精度同步与协调工作，实现系统运行各个环节的协调有序、连续一致，达到精密控制的目的。
除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效替换形式的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种高精度XPPS时延一致性实现方法，其特征在于，基于FPGA实现，包括以下步骤：
（1）以铷原子频标输出的10MHz频率信号作为参考源；
（2）以标准时频源提供的1PPS为基准，对铷原子频标进行驯服；
（3）通过FPGA对参考源的10MHz频率信号进行分频，并使分频器在标准时频源输出的1PPS上升沿到来时清零，XPPS脉冲由同步后的分频器直接产生；
（4）根据时延零值，通过FPGA对XPPS信号进行延迟后输出；
（5）通过时钟分路器对XPPS信号进行分路，获得多路XPPS时间信号；
（6）各路XPPS时间信号经过高精度延时补偿电路后隔离输出。
2.根据权利要求1所述的一种高精度XPPS时延一致性实现方法，其特征在于，所述时延零值为通过示波器测量的各路XPPS时间信号与标准时频源提供的1PPS之间的时延值。
3.根据权利要求1所述的一种高精度XPPS时延一致性实现方法，其特征在于，所述高精度延时补偿电路包括高精度可调电阻和接地的高精度可调电容。
CN202010234461.0A 2020-03-30 2020-03-30 一种高精度xpps时延一致性实现方法 Active CN111431655B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010234461.0A CN111431655B (zh) 2020-03-30 2020-03-30 一种高精度xpps时延一致性实现方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010234461.0A CN111431655B (zh) 2020-03-30 2020-03-30 一种高精度xpps时延一致性实现方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111431655A true CN111431655A (zh) 2020-07-17
CN111431655B CN111431655B (zh) 2022-07-01

Family

ID=71549867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010234461.0A Active CN111431655B (zh) 2020-03-30 2020-03-30 一种高精度xpps时延一致性实现方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111431655B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112671491A (zh) * 2020-12-10 2021-04-16 成都引众数字设备有限公司 一种直流b码传输延时补偿方法及装置
CN114422071A (zh) * 2022-01-26 2022-04-29 成都金诺信高科技有限公司 一种irig-b(dc)信号快速同步系统及同步方法
CN114465693A (zh) * 2022-02-16 2022-05-10 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种短距离多节点10MHz信号同步方法
CN117692373A (zh) * 2024-02-02 2024-03-12 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 一种以太网报文标记传输方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202978964U (zh) * 2012-12-28 2013-06-05 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种多通道t/r组件测试桁架设备
CN103185889A (zh) * 2011-12-31 2013-07-03 上海航天测控通信研究所 高稳定时间与频率生成系统
CN107193207A (zh) * 2017-07-28 2017-09-22 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种用于散射通信的多模式铷钟校准装置
CN108459331A (zh) * 2018-03-27 2018-08-28 中国科学院国家授时中心 多模卫星导航接收机的时延绝对校准方法
CN109687868A (zh) * 2018-12-28 2019-04-26 武汉依迅电子信息技术有限公司 多参考源的时间同步方法及装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103185889A (zh) * 2011-12-31 2013-07-03 上海航天测控通信研究所 高稳定时间与频率生成系统
CN202978964U (zh) * 2012-12-28 2013-06-05 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种多通道t/r组件测试桁架设备
CN107193207A (zh) * 2017-07-28 2017-09-22 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种用于散射通信的多模式铷钟校准装置
CN108459331A (zh) * 2018-03-27 2018-08-28 中国科学院国家授时中心 多模卫星导航接收机的时延绝对校准方法
CN109687868A (zh) * 2018-12-28 2019-04-26 武汉依迅电子信息技术有限公司 多参考源的时间同步方法及装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112671491A (zh) * 2020-12-10 2021-04-16 成都引众数字设备有限公司 一种直流b码传输延时补偿方法及装置
CN112671491B (zh) * 2020-12-10 2022-07-29 成都引众数字设备有限公司 一种直流b码传输延时补偿方法及装置
CN114422071A (zh) * 2022-01-26 2022-04-29 成都金诺信高科技有限公司 一种irig-b(dc)信号快速同步系统及同步方法
CN114422071B (zh) * 2022-01-26 2024-03-15 成都金诺信高科技有限公司 一种irig-b(dc)信号快速同步系统及同步方法
CN114465693A (zh) * 2022-02-16 2022-05-10 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种短距离多节点10MHz信号同步方法
CN114465693B (zh) * 2022-02-16 2024-04-30 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种短距离多节点10MHz信号同步方法
CN117692373A (zh) * 2024-02-02 2024-03-12 中国船舶集团有限公司第七〇七研究所 一种以太网报文标记传输方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111431655B (zh) 2022-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111431655B (zh) 一种高精度xpps时延一致性实现方法
US7398411B2 (en) Self-calibrating time code generator
CN101150316B (zh) 一种多通道时钟同步方法及系统
CN1747376B (zh) 同步装置和半导体装置
EP3905554A1 (en) Time synchronization method and electronic device
CN102882673B (zh) 多通道高速dac同步实现方法
CN106656451B (zh) 一种基于卫星授时系统的守时、授时精度测试装置及方法
CN105549379A (zh) 一种基于高精度时间基准触发的同步测量装置及方法
CN110492965A (zh) 一种主从系统内串行报文对时的方法和装置
US11902015B2 (en) Multi-channel signal synchronization system, circuit, and method
CN111580380B (zh) 一种提高gnss同步授时精度方法
CA3004791A1 (fr) Method for synchronising data converters by means of a signal transmitted from one to the next
CN104935329A (zh) 一种时间同步设备多路参考源软倒换方法及系统
CN112134678A (zh) 一种双节点相位同步方法
CN114124278B (zh) 一种用于数字同时多波束发射的数字同步电路及方法
CN105846939B (zh) 一种精确保持多模块同步的系统与方法
CN117639780A (zh) 基于校正信号的ad同步方法
CN201556048U (zh) 一种多功能时间综合测量仪
CN111641414B (zh) 一种基于群延迟滤波器的dac多芯片同步装置
CN104407511A (zh) 用于导航系统的高精度多路授时模块及获得无积累误差的授时系统信号的方法
JP5323826B2 (ja) 幾つかのチャネル測定部品及び／又は測定装置を同期させる方法並びに対応する測定装置
CN107359873B (zh) 一种基于锁相及移相校准合并单元测试仪时钟误差的装置和方法
CN113328745A (zh) 一种时间间隔测量系统及方法
US7482960B2 (en) Arrangement for the synchronous output of analog signals generated in two or more digital-to-analog converters
Xie et al. Application of Synchronous Acquisition Technology Based on JESD204B Protocol in Phased Array Radar

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant